UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CÂMPUS DE BOTUCATU
DIAGNÓSTICO SOCIOAMBIENTAL DA BACIA DO RIBEIRÃO
ÁGUA-FRIA, MUNICÍPIO DE BOFETE
–
SP
RAFAEL CALORE NARDINI
Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP – Câmpus de Botucatu, para obtenção do título de Doutor em Agronomia (Irrigação e Drenagem)
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CÂMPUS DE BOTUCATU
DIAGNÓSTICO SOCIOAMBIENTAL DA BACIA DO RIBEIRÃO
ÁGUA-FRIA, MUNICÍPIO DE BOFETE
–
SP
RAFAEL CALORE NARDINI
Engenheiro Agrônomo
Orientador: Prof. Dr. Sérgio Campos
Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da Unesp – Câmpus de Botucatu para obtenção do título de Doutor em Agronomia (Irrigação e Drenagem)
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉCNICA DE AQUISIÇÃO E TRATAMENTO DA INFORMAÇÃO – SERVIÇO TÉCNICO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - UNESP - FCA - LAGEADO - BOTUCATU (SP)
Nardini, Rafael Calore, 1980-
N224d Diagnóstico socioambiental da bacia do Ribeirão Água-Fria, Município de Bofete - SP / Rafael Calore Nardini– Botucatu : [s.n.], 2013
xii, 135 f. : ils. color., tabs., fots. color.
Tese (Doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Fa- culdade de Ciências Agronômicas, Botucatu, 2013
Orientador: Sérgio Campos Inclui bibliografia
1. Geoprocessamento. 2. Bacias hidrográficas - Brasil. 3. Degradação ambiental. 4. Planejamento ambiental. 5. Solo
– Uso – Planejamento. I. Campos, Sérgio. II. Universidade
DEDICO…
À Deus, em primeiro lugar, por guiar meu caminho e por me conceder saúde.
Aos meus pais, João Antônio Santa Cruz Nardini e Adelina Maria Calore Nardini, pela educação e presença nos momentos mais difíceis.
AGRADECIMENTO ESPECIAL
Ao meu orientador Prof. Dr. Sérgio Campos, pela oportunidade de estágio desde minha graduação, pela dedicação e pelos ensinamentos, formando uma grande amizade durante todos esses anos de convivência.
A todos os meus amigos, sem exceções, que ajudaram na elaboração deste trabalho, sem eles não teria tido êxito nessa caminhada.
AGRADECIMENTOS
Ao Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agronômicas/Unesp/Câmpus de Botucatu, por conceder-me a oportunidade de realizar o doutorado no Programa de Pós-Graduação em Agronomia, Área de Concentração em Irrigação e Drenagem.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pela concessão da bolsa, imprescindível para realização deste trabalho de pesquisa.
Aos Profs. Drs. da área de Topografia e Sensoriamento Remoto Lincoln Gehring Cardoso e Zacarias Xavier de Barros, pelas sugestões técnicas na condução do trabalho e pelos valiosos ensinamentos durante todos esses anos de faculdade.
Ao GEPEGEO – Grupo de Estudos e Pesquisas em Geotecnologias, Geoprocessamento e Topografia do Departamento de Engenharia Rural e seus integrantes.
À Ronaldo Alberto Pollo, funcionário e pós graduando do Departamento de Engenharia Rural, pela contribuição técnica não só nesse trabalho mas em toda a minha caminhada, pelo companheirismo e amizade.
Aos funcionários do Departamento de Engenharia Rural, da biblioteca e secretárias da Seção de Pós Graduação, pela atenção e dedicação.
SUMÁRIO
Páginas
RESUMO... 1
SUMMARY...3
1.INTRODUÇÃO... 5
2. REVISÃO DE LITERATURA...7
2.1. Áreas de preservação permanente (APP’s)... 7
2.2. Levantamento e planejamento do uso do solo...9
2.3. Sistema de Informação Geográfica... 15
2.3.1. Sistema de Informação Geográfica – IDRISI...20
2.4.Geoprocessamento...21
2.5. Bacias hidrográficas...24
2.5.1. Manejo de bacias hidrográficas...28
2.5.2. Análise de parâmetros físicos em bacias hidrográficas...31
2.5.2.1. Declividade Média...31
2.5.2.2. Densidade de drenagem... 36
2.5.2.3. Coeficiente de rugosidade...37
2.5.2.4. Índice de forma...39
2.5.2.5. Índice de circularidade...40
2.6. Conflitos de uso do solo...40
2.7. Degradação ambiental...41
2.8. Diagnóstico físico-conservacionista...42
3. MATERIAL E MÉTODOS...44
3.1. Localização geográfica e caracterização da área...44
3.2. Material...45
3.2.1. Equipamentos...45
3.2.2. Bases cartográficas...45
3.2.3. Imagem de satélite...46
3.2.4. Software AutoCAD...46
3.2.5. Sistemas de informações geográficas...46
3.3.1. Etapas do Diagnóstico físico-conservacionista...46
3.3.1.1. Delimitação do limite, da rede de drenagem e curvas de nível...46
3.3.1.2. Inserção da imagem...47
3.3.1.3. Recorte da imagem...47
3.3.1.4. União das cartas...47
3.3.1.5. Georreferenciamento...48
3.3.1.6. Digitalização do limite, da rede de drenagem e das curvas de nível...49
3.3.1.7. Tratamento da imagem de satélite...50
3.3.1.8. Obtenção do mapa de uso do solo em imagem de satélite...51
3.3.1.9. Edição final dos mapas...52
3.3.1.10. Parâmetros físicos da bacia e microbacias hidrográficas...52
3.3.1.11. Comprimento total da rede de drenagem (Cr)...52
3.3.1.12. Densidade de drenagem (Dd)...53
3.3.1.13. Índice de circularidade (Ic)...54
3.3.1.14. Índice de forma (If)... 55
3.3.1.15. Declividade média (H)...56
3.3.1.16. Coeficiente de Rugosidade (CR)...57
3.3.1.17. Análise da hierarquia fluvial das microbacias...58
3.3.1.18. Estudo dos conflitos...58
3.3.1.19. Áreas a reflorestar...59
3.3.1.20. Excesso ou disponibilidade agrícola...59
3.3.1.21. Área a ser trabalhada para o manejo correto da bacia...60
3.3.1.22. Deterioração das microbacias...60
3.3.2. Diagnóstico socioeconômico...61
3.3.2.1. Entrevistas...61
3.3.2.2. Questionário ambiental...63
3.3.3. Cálculo da deterioração socioeconômica e ambiental...64
3.3.4. Deterioração ambiental (DA)...64
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO...65
4.1. Diagnóstico Físico-Conservacionista...65
4.1.2. Índice de forma (If) e de circularidade (Ic)...71
4.1.3. Declividade média (H)...71
4.1.4. Coeficiente de Rugosidade (CR)...76
4.1.5. Hierarquia fluvial ou ordem da bacia (W)...77
4.1.6. Uso do solo...83
4.1.7. Conflitos de uso, áreas a reflorestar e deterioração das microbacias de estudo...90
4.2. Diagnóstico Socioeconômico...92
4.2.1.Variável demográfica...92
4.2.2. Variável habitacional...93
4.2.3. Variável Alimentação...95
4.2.4. Participação em organização (associação rural), salubridade rural, animais de trabalho e produção... 95
4.3. Fator econômico...96
4.4. Fator tecnológico...97
4.5. Índice de deterioração socioeconômica...98
4.6. Resultados do diagnóstico ambiental...100
4.6.1. Caracterização geral do diagnóstico da qualidade ambiental...101
4.7. Deterioração Ambiental (DA) ...103
5. CONCLUSÕES...105
6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...107
LISTA DE TABELAS
Páginas
Tabela 1. Intervalo de valores para densidade de drenagem e respectiva classificação...53
Tabela 2. Intervalo de valores para interpretação dos resultados quanto aos índices de forma (If) e de circularidade (Ic)...55
Tabela 3. Intervalo de valores para classificação do relevo...56
Tabela 4. Parâmetros físicos das microbacias do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...66
Tabela 5. Microbacias e respectivos Coeficientes de Rugosidade...76
Tabela 6. Classes de uso da terra a partir dos resultados do Coeficiente de Rugosidade...76
Tabela 7. Hierarquia Fluvial da microbacia I do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...78
Tabela 8. Hierarquia Fluvial da microbacia II da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...79
Tabela 9. Hierarquia Fluvial da microbacia III da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...80
Tabela 10. Hierarquia Fluvial da microbacia IV da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...81
Tabela 11. Hierarquia Fluvial da microbacia V da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...82
Tabela 12. Ocupações do solo das microbacias da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...84
Tabela 13. Diagnóstico Físico-Conservacionista das microbacias da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...90
Tabela 14. Índice de deterioração socioeconômica (IDSE) e seus fatores deteriorantes, em porcentagem de deterioração (%), obtidos na bacia do ribeirão Água - Fria (AF) e em suas microbacias...99
Tabela 15. Índice de deterioração da qualidade ambiental (IDQA) da bacia do ribeirão Água - Fria (AF) e de suas microbacias...101
LISTA DE FIGURAS
Páginas
Figura 1. Localização da bacia do ribeirão Água Fria - Bofete (SP)...45
Figura 2. Utilização dos pontos de controle no georreferenciamento da imagem através do software AutoCAD Raster 2009...48
Figura 3. Limite da bacia e das microbacias do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...49
Figura 4. Hidrografia da microbacia I da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...67
Figura 5. Hidrografia da microbacia II da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...68
Figura 6. Hidrografia da microbacia III da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...69
Figura 7. Hidrografia da microbacia IV da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...70
Figura 8. Hidrografia da microbacia V da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...70
Figura 9. Declividade da microbacia I da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...71
Figura 10. Declividade da microbacia II da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...73
Figura 11. Declividade da microbacia III da bacia do ribeirão Água - Fria - Bofete (SP)...74
Figura 12. Declividade da microbacia IV da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...75
Figura 13. Declividade da microbacia V da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...75
Figura 14. Hierarquia Fluvial da microbacia I da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...75
Figura 15. Hierarquia Fluvial da microbacia II da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...79
Figura 16. Hierarquia Fluvial da microbacia III da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP) ...80
Figura 17. Hierarquia Fluvial da microbacia IV da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP). ...81
Figura 18. Hierarquia Fluvial da microbacia V da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP). ...82
Figura 19. Área de pastagem e reflorestamento por eucalipto na microbacia III...83
Figura 20. Ocupações do solo da microbacia I da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...85
Figura 22. Ocupações do solo da microbacia III da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...87
Figura 23. Ocupações do solo da microbacia IV da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...88
Figura 24. Ocupações do solo da microbacia V da bacia do ribeirão Água - Fria, Bofete (SP)...89
Figuras 25 e 26. Conflito de uso com pastagem em área de preservação permanente na microbacia III...91
recursos hídricos requer a iniciativa de políticas públicas e programas voltados aos produtores rurais e que a educação ambiental é essencial para que o homem do campo execute de forma consciente e equilibrada a manutenção dos recursos naturais e a preservação da natureza.
________________
ENVIRONMENTAL DIAGNOSIS OF THE WATERSHED OF THE STREAM ÁGUA - FRIA, CITY OF BOFETE - SP
Botucatu, 2013. 135 f. Tese (Doutorado em Agronomia/Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista.
Author: RAFAEL CALORE NARDINI Adviser: SÉRGIO CAMPOS
undulated relief. The results show that pastures occupy most of the area, reflecting the presence of regional livestock. The deterioration for socioeconomic diagnosis is 54.81%, 27.6% for environmental and 17.12% in relation to physical diagnosis conservationist. The environmental degradation of the watershed of the stream Água - Fria is 33.17%, above the tolerable limit of 10 %, calling attention to the environmental impacts that are occurring in the study area. It was concluded that any action aimed at the conservation of water resources requires the initiative of public policies and programs aimed at farmers and environmental education is essential for the farmer run in a conscious and balanced maintenance of natural resources and nature conservation.
__________________
1. INTRODUÇÃO
O crescimento acelerado das necessidades humanas e o desconhecimento das corretas formas de manejo e conservação dos recursos naturais tem gerado impactos ambientais que comprometem a capacidade da natureza de promover a manutenção do meio ambiente e consequentemente compromete a vida dos seres vivos que habitam na terra.
A falta de manutenção e do equilíbrio dos recursos naturais, principalmente o solo, as vegetações e a água, acarreta na maioria das vezes no deterioramento econômico das populações por se tratarem de elementos com estreita ligação entre si e o homem.
Nesse sentido, o estudo e o planejamento ambiental em bacias hidrográficas se faz necessário cada vez mais. Estudos detalhados como diagnóstico ambiental, onde se verificam áreas com diferentes estados de conservação social e físico-conservacionista, trazem resultados que podem auxiliar essas áreas para a implementação futura de programas de gerenciamento e planejamento por parte de órgãos públicos.
Destacam-se como ferramentas de estudo nesse sentido o questionário socioeconômico realizado em caráter de entrevistas para se diagnosticar socialmente determinada região ou área bem como o estado de degradação do meio em que vivem, e o geoprocessamento na elaboração e execução do diagnóstico físico-conservacionista auxiliando na tomada de decisões tanto de órgãos públicos como privados.
praticamente 90% de sua área sobre o afloramento do Aquífero Guarani, maior manancial de água doce subterrânea transfronteiriço do mundo. O município tem por principais atividades explorações agropecuárias como a bovinocultura de leite e corte, avicultura de corte e culturas perenes como a silvicultura e a citricultura.
A falta de investimentos na agricultura familiar, sobretudo pela dificuldade na obtenção de crédito agrícola e assistência técnica, traz por consequência para os pequenos agricultores em muitas vezes o arrendamento de suas terras para grandes produtores que visam o agronegócio a partir de monoculturas em grandes latifúndios que são sistemas produtivos concentradores de renda, sendo neste caso específico para empresas de reflorestamento por eucalipto. A área tem sofrido com o passar dos anos explorações predatórias e a má utilização do solo que se agravam, devido aos métodos inadequados e sem planejamento da ocupação do solo, acarretando com isso processos erosivos e assoreamentos dos rios e cursos d’água.
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Áreas de preservação permanente (APP’s)
Um dos grandes desafios do homem para a conservação ambiental é concentrar esforços e recursos para preservação e recuperação de áreas naturais consideradas estratégicas, das quais vários ecossistemas são dependentes. Dentre essas, destacam-se as Áreas de Preservação Permanentes, que tem papel vital dentro de uma microbacia, por serem responsáveis pela manutenção e conservação dos ecossistemas ali existentes (MAGALHÃES; FERREIRA, 2000). Dentre os problemas mais relevantes observados nas APP’s, destaca - se o histórico e contínuo desrespeito aos ecossistemas que as compõem, negligenciando-se a adoção de critérios técnicos - científicos, passando ao largo da legislação pertinente e menosprezando o saber popular.
As APP’s foram criadas para protegerem o ambiente natural, devendo estar sempre cobertas com a vegetação original, pois a cobertura vegetal atenua os efeitos erosivos e a lixiviação dos solos, contribuindo também para regularização do fluxo hídrico, redução do assoreamento dos cursos d’água e reservatórios, trazendo benefícios diretos para a fauna (COSTA et al., 1996).
Segundo Amato e Sugamosto (2000), o planejamento do uso do solo de acordo com as exigências vigentes na legislação é um processo essencial, que visa à conservação dos recursos naturais. Esta afirmação tem mostrado ser válida em diferentes níveis de entendimento do problema, desde o município até a unidade de produção rural. Neste sentido, a demarcação geográfica das áreas de preservação permanente (APP’s) destacadas pela lei, e a confrontação desses locais com o seu uso atual, estabelece as medidas a serem adotadas com o objetivo de contribuir com o uso racional das terras.
O uso adequado das APP’s pode promover, para além da preservação de recursos naturais, a melhoria da qualidade de vida dos habitantes, em função de outros benefícios gerados pelo equilíbrio de sua função ambiental.
Definidas pela Lei Florestal n° 12.651, de 25 de maio de 2012, em seu artigo 4°, as áreas de preservação permanente são as florestas e demais formas de vegetação natural situadas:
a) as faixas marginais de qualquer curso d’água natural perene e intermitente, excluídos os efêmeros, desde a borda da calha do leito regular, em largura mínima de:
- de 30m para os cursos d’ água de menos de 10m de largura;
- de 50m para os cursos d’ água que tenham de 10 a 50m de largura;
- 100 metros para cursos d’água que tenham uma largura entre 50 e 200 metros; - 200 metros para cursos d’água que tenham uma largura entre 200 a 600 metros; - 500 metros para cursos d’água que tenham uma largura superior a 600 metros.
b) áreas no entorno das nascentes e dos olhos d’água perenes, qualquer que seja sua situação topográfica, no raio mínimo de 50 (cinquenta) metros.
Os topos de morros, montes, montanhas e serras, com altura mínima de 100 (cem) metros e inclinação média maior que 25°, as áreas delimitadas a partir da curva de nível correspondente a 2/3 (dois terços) da altura mínima da elevação sempre em relação à base, sendo esta definida pelo plano horizontal determinado por planície ou espelho d’água adjacente ou, nos relevos ondulados, pela cota do ponto de sela mais próximo da elevação.
As encostas ou partes destas com declividade superior a 45°, equivalente a 100% (cem por cento) na linha de maior declive.
As bordas dos tabuleiros ou chapadas, até a linha de ruptura do relevo, em faixa nunca inferior a 100 (cem) metros em projeções horizontais;
Em seu capítulo I, inciso XVII, a Lei Florestal adota a seguinte definição para nascentes: afloramento natural do lençol freático que apresenta perenidade e dá início a um curso d’água. No mesmo capítulo, inciso XVIII, define olho d’água, como sendo um local onde há afloramento natural do lençol freático, mesmo que intermitente; o artigo 4°, capítulo II, define os limites a serem preservados ao redor de nascentes ou olho d’água, com raio mínimo de cinquenta metros de tal forma que proteja, em cada caso, a bacia hidrográfica constituinte.
2.2. Levantamento e planejamento do uso do solo
O solo é um recurso básico que suporta toda a cobertura vegetal, sem a qual os seres vivos não poderiam existir. Quanto maior a variedade de solos que uma nação possui, maiores serão as oportunidades de seu povo encontrar um melhor padrão de vida, sendo importante que as maiores áreas sejam ocupadas por solos adaptados às grandes produções de alimentos e matérias-primas essenciais à habitação, vestiário, transporte e indústria, e que algumas áreas possam ser disponibilizadas sob outras formas de uso, como a recreação, tão importante ao bem estar físico e mental da população (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990).
O estudo de uso e ocupação do solo constitui importante componente na pesquisa para o planejamento da utilização racional dos recursos naturais, contribuindo na geração de informações para avaliação da sustentabilidade ambiental. Ressalta-se, no entanto, que o monitoramento das modificações de uso e ocupação do solo, também deve ser realizado, acompanhado de avaliações técnicas que subsidiem a interpretação da sustentabilidade ambiental, principalmente em áreas com uso predominantemente agrícola (FERREIRA; LACERDA 2009).
desmatamentos para implantação de agroindústrias, de mineradoras, para a criação de animais, plantações e muitas outras atividades ligadas ao uso e cobertura da terra, se constituem hoje como um dos grandes desafios para as políticas de controle ambientais (ARAÚJO; TELES; LAGO, 2009).
A necessidade de identificar e compreender as formas contemporâneas de apropriação dos espaços físicos e as vertentes sociais, políticas e econômicas que as potencializam merecem destaque frente aos objetivos atuais de conservação ambiental e desenvolvimento sustentável. No que se refere ao uso da terra, dentro do debate do desenvolvimento sustentável, a representação temática inserida em contextos históricos de desenvolvimento podem se tornar alternativas efetivas na investigação dos fatores que levam as mudanças nos padrões de ocupação dos espaços geográficos (NORA; MOREIRA; SANTOS, 2009).
Nos últimos anos, o processo de urbanização é acompanhado por profundas alterações no uso e ocupação do solo, que resultam em impactos ambientais nas bacias hidrográficas. As transformações sofridas pelas bacias em fase de urbanização podem ocorrer muito rapidamente, gerando transformações na qualidade da paisagem, degradação ambiental, ocupação irregular e falta de planejamento na gestão urbana (ONO; BARROS; CONRADO, 2005).
Toda ação humana no ambiente natural ou modificado causa algum impacto em diferentes níveis, gerando alterações com graus diversos de agressão, levando às vezes as condições ambientais a processos até mesmo irreversíveis. Assim, deve-se adotar uma postura voltada mais para o preventivo do que o corretivo, pois é bem menor o custo da prevenção de acidentes ecológicos e da degradação generalizada do ambiente do que a recuperação de um quadro ambiental deteriorado (ROSS, 1991).
Keller (1969) afirmou que a ausência de estudos do uso do solo, em países subdesenvolvidos, faz com que o planejamento de suas agriculturas e do uso de seus recursos naturais seja muito genérico. Salienta que, o desconhecimento do uso da terra e de suas características no momento do planejamento e da tomada de decisões, pode trazer mais prejuízos do que benefícios à estrutura econômica existente.
uso de estratégias inadequadas de manejo do solo, das águas e das florestas foram, e ainda são, os maiores responsáveis pela degradação desses recursos (BOLZAN; SILVEIRA, 2009).
Segundo Dainese (2001) a exploração do solo para produzir alimentos para o sustento do homem quase sempre foi de forma desordenada e sem planejamento. Como consequência desta forma predatória de exploração do solo, na literatura, são citados inúmeros casos de empobrecimento do solo por erosão intensa, assoreamento de cursos d’água, desertificação, entre outros.
Madruga et al., (1999) destacaram que muitas áreas são ocupadas inadequadamente devido à falta de informações, de planejamentos precários e de um estudo adequado. O levantamento de uso do solo é de fundamental importância na medida em que os efeitos do uso desordenado causam deterioração no ambiente. Este mau uso é denominado conflito de uso do solo. De acordo com os autores, citando Rocha (1991) estes conflitos ocorrem quando as culturas agrícolas são desenvolvidas em impróprias ou apropriadas, porém com declividades inadequadas aos padrões conservacionistas.
A exploração da terra para o sustento do homem, segundo Meulman et al., (2002) na maioria das vezes foi realizada de forma desordenada e sem planejamento, ocasionando casos de empobrecimento do solo por erosão intensa, assoreamento de cursos d’água, desertificação, entre outros, levando-se a necessidade de se planejar o uso do solo por meio de técnicas que, quando aplicadas corretamente, protegem o solo, prolongando o seu potencial produtivo.
Para Piroli (2002) o mau uso das terras trouxe a erosão, que por sua vez assoreou os rios e nascentes, acelerando o empobrecimento do solo, e por consequência, os agricultores, que, aliado à falta de investimentos no setor agropecuário foram obrigados a abandonarem suas terras, mudando o eixo da produção do campo para as cidades e fazendo com que a economia passasse a depender cada vez mais do desenvolvimento industrial, concentrando a renda e a população nos grandes centros. Esta concentração, aliada à má distribuição de renda gera os imensos problemas que hoje são enfrentados.
Pinto, Valério Filho e Garcia, (1989) afirmam que para que se possa estruturar e viabilizar o planejamento agrícola, tanto local, como regional, e a implementação de uma política agrícola adequada, são necessárias, informações confiáveis e atualizadas referentes ao uso e ocupação da terra.
O perfeito conhecimento dos recursos naturais (solos, clima, vegetação, minerais de interesse agrícola e relevo) e das características socioeconômicas (população, produção, evolução da fronteira agrícola e uso atual) constitui o embasamento indispensável para a avaliação do potencial de uso das terras necessário para identificação das áreas passíveis de utilização com atividades agrícolas sustentáveis e das áreas que devem ser preservadas (MACEDO, 1998). A partir do momento em que o homem começou a associar estes fatores com o mau uso do solo, surgiu o interesse em entender as causas destas catástrofes e ao mesmo tempo a se pensar numa forma planejada de proteger o solo, bem como sua capacidade produtiva. Desta forma, o planejamento do uso do solo pode ser entendido como um conjunto de técnicas que, quando aplicadas corretamente, protegem o solo, prolongando assim, o seu potencial produtivo.
O uso adequado da terra é o primeiro passo em direção a uma agricultura correta. Para isso, cada parcela de terra deve ser utilizada de acordo com a sua capacidade de sustentação e produtividade econômica, de forma que os recursos naturais sejam colocados à disposição do homem para melhor uso e benefício, procurando ao mesmo tempo preservar estes recursos para gerações futuras (LEPSCH et al., 1991).
O planejamento do uso da terra segundo Ribeiro e Campos (1999) vem se tornando cada vez mais uma importante atividade para o meio rural e urbano. Nesse sentido, o desenvolvimento e o uso da terra de maneira a protegê-la contra a erosão e, visando aumentar gradativamente a sua capacidade produtiva, requer um planejamento inicial, efetivo e eficiente.
Segundo Rosa (1993) o conhecimento atualizado das formas de utilização e ocupação do solo tem sido um fator imprescindível ao estudo dos processos que se desenvolvem na região, sendo de fundamental importância, na medida em que os efeitos de seu mau uso causam deterioração do meio ambiente.
Para Bucene e Zimback (2005) caracterizar o solo quanto ao seu potencial agrícola é relevante para o desenvolvimento de uma agricultura racional e adequada às condições ambientais de uma determinada região. Tal caracterização deve ser colocada à disposição dos usuários, em forma de mapa, para auxiliar no planejamento da produção agrícola; sendo que o êxito desse processo, que se inicia com a disponibilidade da informação de solos e finaliza com a formulação de decisões, depende de um nível mínimo de confiabilidade dos mapeamentos, para garantir a qualidade dos dados apresentados e a consequente minimização de erros de planejamento.
Ainda segundo a autora, para se executar o monitoramento de uma região é necessário o mapeamento das áreas em estudo, o qual se constitui instrumento imprescindível para representar as diferentes informações temáticas, as potencialidades naturais relativas ao meio físico e o uso atual do solo.
Segundo Fernandes et al., (2002) a crescente demanda dos recursos naturais e a rápida diminuição global destes, impõe a necessidade de um inventário e planejamento racional da manutenção desses recursos, pois o uso da terra sem um planejamento adequado traz consequências de difícil ou impossível reversão como erosão, perdas de fertilidade do solo, assoreamento de rios, assim provocando a baixa produtividade das culturas, agravando o baixo nível socioeconômico e tecnológico da população rural. Aduzem ainda, que o levantamento do uso da terra numa dada região é de fundamental importância para a compreensão dos padrões de organização de espaço.
Segundo Campos (2001) o uso adequado do solo exige a utilização de várias técnicas de manejo e conservação do mesmo, sendo também variados os níveis de complexidade apresentados por cada uma. Para o autor, a maioria das áreas de cultivo hoje no Estado de São Paulo sofreu uma consequência de ações que reduziram drasticamente sua capacidade produtiva, e como agente principal do depauperamento das terras pode-se citar a erosão hídrica, sendo que a erosão do solo influencia a produtividade alterando os fatores que a limitam.
O planejamento do uso da terra passa por diversas etapas, dentre as quais a principal é o conhecimento dos solos ocorrentes em um determinado local. Ramalho Filho e Beek (1995) afirmaram que a interpretação do levantamento de solos é uma tarefa da mais alta relevância para a utilização racional deste recurso natural, na agricultura e em outros setores que utilizam o solo como elemento integrante de suas atividades. Assim, segundo estes autores, podem ser realizadas interpretações para atividades agrícolas, classificando-se as terras de acordo com sua capacidade e aptidão para diversas culturas, sob diferentes condições de manejo e viabilidade de melhoramento, através de novas tecnologias.
O conhecimento da deterioração causada no ambiente pelo uso indiscriminado e desordenado dos recursos naturais pode ser obtido através de um levantamento do uso do solo, que segundo Rocha (1978) consiste num completo mapeamento do que existe sobre a superfície terrestre.
O levantamento do uso atual da terra, necessário para fins de planejamento, pode ser obtido a partir da utilização de dados multiespectrais, fornecidos por satélites de sensoriamento remoto, associados às técnicas de interpretação (PEREIRA; KURKDJIA; FORESTI, 1989).
2.3. Sistema de Informação Geográfica
Câmara e Medeiros (1998) afirmam que os SIG’s são programas computacionais bases do geoprocessamento, os quais permitem análises complexas integrando dados de diversas fontes e montagem de bancos de dados georreferenciados.
Segundo Rocha (2007) SIG é um sistema com capacidade para aquisição, armazenamento, tratamento, integração, processamento, recuperação, transformação, manipulação, modelagem, atualização, análise e exibição de informações digitais georreferenciadas, topologicamente estruturadas, associadas ou não a um banco de dados alfanuméricos. A discussão quanto à definição dos termos GIS, SIG o SGI, tem origem na sua criação e persiste até os dias atuais.
Ribeiro e Campos (2004) destacam que a informação geográfica é o conjunto de dados cujo significado contém associações ou relações de natureza espacial. Tais dados podem ser apresentados em forma gráfica (pontos, linhas e polígonos), numérica (catálogos numéricos) ou alfanumérica (combinação de letras e números).
Para Eastman (1998) um SIG pode ser definido como um sistema auxiliado por computador para aquisição, armazenamento, análise e visualização de dados geográficos; possuindo basicamente três importantes componentes segundo Piroli, Bolfe e Campos, (2000) onde os mesmos devem apresentar compatibilidade e estarem inter-relacionados. Para que o sistema funcione satisfatoriamente os componentes básicos devem ser: Hardware, Software e um contexto organizacional apropriado.
Segundo Quintanilha (1995) os Sistemas de Informações Geográficas (SIG’s) servem-se das mais variadas fontes para a observação e captura de dados e informações, tais como: aerolevantamentos, levantamentos cadastrais, levantamentos via satélites, censos, levantamentos topográficos, etc.
O desenvolvimento da tecnologia SIG, segundo Petersen et al., (1995) permite o exame de um amplo conjunto de variáveis usualmente consideradas quando do manejo de solo, conduzindo a uma melhor compreensão da maneira pela qual os sistemas de paisagem funcionam e interagem.
Sistemas de Informações Geográficas (SIG’s) utilizam uma base de dados computadorizada que contém informação espacial (aspectos no meio natural como relevo, solo, clima, vegetação, hidrologia, etc..., e os aspectos sociais, econômicos e políticos, que permitem uma divisão temática em subsistemas que integram um SIG, sendo esses componentes os atributos), sobre a qual atua uma série de operadores espaciais (conjunto de operações algébricas, booleanas e geométricas, utilizadas no cruzamento de dados pelo SIG). Verifica-se que a principal característica dos SIG’s é focalizar o relacionamento de determinado fenômeno da realidade com sua localização espacial. Podem-se estudar outros aspectos mais complexos, como a vizinhança e contiguidade envolvendo áreas extensas (TEIXEIRA; MORETTI; CHRISTOFOLETTI, 1992).
Um Sistema de Informação Geográfica é constituído, segundo Rodrigues, Zimback e Piroli, (2001) por um conjunto de módulos computacionais destinados à aquisição, armazenamento, recuperação, transformação e saída de dados espacialmente distribuídos. Estes dados geográficos descrevem objetos do mundo real sob três aspectos: a) seu posicionamento com relação a um sistema de coordenadas;
b) seus atributos;
c) as relações topológicas existentes; sendo possível, deste modo, trabalhar com dados dos quais se conhecem a posição geográfica, o valor da característica naquele ponto e a sua estrutura de relacionamento espacial, tais como: vizinhança, proximidade e pertinência, entre objetos geográficos.
topológicos (vizinhança, pertinência), métricos (distância) e direcionais (“ao norte de”, “acima de”).
Para Piroli, Bolfe e Campos, (2000) os dados geográficos são referenciados sobre a superfície terrestre, tomando-se um sistema de coordenadas padrão. Esse sistema de coordenadas pode ser local, quando se trabalha com áreas restritas, ou então, quando nacional ou internacional, adota-se um sistema de coordenadas internacionalmente aceito, como é o caso da projeção UTM (Universal Transverse of Mercator), comumente adotada.
Alves, Vieira, e Andrade (2000) alegam que apesar das diferenças, é possível observar que as definições de SIG’s evidenciam três componentes principais:
a) São sistemas automatizados, ou seja, operados por computadores. Isto implica hardware (que incluem os componentes do próprio computador bem como seus periféricos tais como plotadoras, impressoras, scanners, etc.), software (que são os programas e aplicativos que operam estas máquinas) e procedimentos apropriados (ou seja, técnicas e métodos para implementar as tarefas desejadas);
b) Foram desenhados para usar dados espaciais, também designados como dados geográficos; c) Podem realizar várias operações de manipulação e análise nestes dados. Dados são observações que fazemos ao monitorar o mundo real, sendo coletados como fatos ou evidências, que podem ser processados para adquirirem significado e desta forma tornarem-se informação;
Os autores definem um SIG como sendo um conjunto organizado de equipamentos de computação, programas, aplicativos e dados georreferenciados, projetado para capturar, armazenar, manipular, analisar e apresentar visualmente todas as formas de informações geográficas, para um objetivo, ou aplicação específica, sendo um sistema usado para agregar valor a dados espaciais.
Segundo Tornero (2000) existem cinco formas de entrada de dados num SIG:
b) Via teclado: utilizado normalmente para dados não espaciais, que dizem respeito a atributos dos entes de natureza espacial;
c) Via digitalização ótica: é o processo que a partir de um mapa é produzida uma imagem digital através do movimento de um deflector eletrônico (scanner) que percorre a superfície do mapa;
d) Via caderneta de campo: realizado por meio de trabalhos de campo com o uso de GPS (Global Positioning System), permitindo a realização de trabalhos de campo com alto grau de acurácia e com registro digital direto;
e) Via importação de dados digitais: por meio de fitas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), dados digitais do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), dentre outros.
De acordo com Rosa (2011) os SIG’s possibilitam a realização de diversos tipos de análise espacial, entre as quais se destacam: a sobreposição de mapas de diferentes tipos de dados que pertencem à mesma área; a pesquisa topológica, ou seja, as relações de adjacência, coincidência e conectividade entre entidades espaciais; as operações de buffering, ou delimitação de áreas tampão em torno de uma determinada entidade espacial; as pesquisas monocamada e multicamada, que utilizam um ou mais planos de informação para a realização de consultas, análises de redes e medições de distâncias, áreas e perímetros; as operações de Geoprocessamento, sendo as mais frequentes a junção, dissolução, corte, intersecção e união de elementos que possuem atributos em comum; a modelagem tridimensional, utilizada geralmente para fenômenos contínuos para facilitar a visualização da superfície em diferentes perspectivas; a interpolação, processo matemático através do qual se estima o valor de uma característica em locais onde a mesma não foi medida; e a modelagem cartográfica.
Para Sousa, Benevenuto e Sousa Neto (2007) os SIG’s se inserem como alternativa aos métodos tradicionalmente utilizados como mapas topográficos, levantamentos de campo e uso de restituidores na execução de mapeamento de APP’s, visto que a utilização de metodologias alicerçada na modelagem numérica do relevo e implementada em SIG’s, apresenta-se apropriadas a substituição desses métodos, propiciando uma economia de tempo além de melhores resultados.
A grande quantidade e diversidade da informação, boa parte da qual relacionada a uma posição ou área geográfica, exige métodos de integração e análises não convencionais e que permitam reduzir a subjetividade nos resultados das análises efetuados na bacia em foco. Os sistemas de informações geográficas (SIG) permitem integrar informações espaciais e não espaciais de natureza, origem e forma diversas numa única base de dados, possibilitando a derivação de novas informações e sua visualização na forma de mapas (BURROUGH, 1992; CÂMARA, 1993). Por essas características, representam uma valiosa ferramenta e vêm sendo utilizadas cada vez mais em estudos envolvendo o planejamento e o gerenciamento dos recursos naturais.
Os SIG’s são, conforme Calijuri e Rohn (1994) uma excelente ferramenta para investigação de fenômenos diversos, relacionados à engenharia urbana, meio ambiente, pedologia, vegetação e bacias hidrográficas. Além disso, na área ambiental, a tomada de decisões requer um conhecimento multidisciplinar. Desta forma, o computador veio resolver grande parte dos problemas de tempo, mão de obra e da pouca precisão quando o volume de informações é grande (PEREIRA; MADRUGA; HASENACK,1995).
O desenvolvimento de sofisticados algoritmos e a sua incorporação ao conjunto de funções dos Sistemas de Informações Geográficas (SIG), torna possível o processamento rápido e eficiente dos dados necessários para a caracterização das variáveis morfométricas do terreno, essenciais para a análise das intervenções antrópicas em bacias hidrográficas (OLIVEIRA, 2002).
Para Serigatto et al., (2007) o SIG constitui numa ferramenta importante para tomada de decisão em bacias hidrográficas promovendo e direcionando suas atividades.
2.3.1. Sistema de Informação Geográfica – IDRISI
O Sistema de Informações Geográficas IDRISI, desenvolvido e lançado em 1987, pela Clark University, Massashussets, é baseado na forma raster de representação de dados. Segundo Teixeira, Moretti e Christofoletti, (1992) este sistema apresenta um aspecto importante, que é a possibilidade do usuário escrever programas específicos que possam ampliar a sua gama de aplicações.
Segundo Crósta (1996) o sistema de informação IDRISI permitiu a delimitação, a quantificação e a caracterização das áreas de preservação permanente, dando condições para a obtenção de informações quanto às áreas com uso indevido.
O IDRISI é um SIG com capacidade de capturar, armazenar, recuperar e manipular informações digitais, georreferenciadas, provenientes de imagens, mapas e modelos numéricos do terreno (PIROLI; BOLFE 1998).
Moscoso et al., (1997) afirmam que o SIG IDRISI mostrou-se uma ferramenta adequada para o tratamento de dados necessários para chegar ao mapa de características morfológicas para aptidão de irrigação.
Corseuil (1996) ao analisar a utilização do IDRISI para modelagem numérica de um mapa temático de sítios florestais com a finalidade de visualização tridimensional de camadas de informações em cores e georreferenciadas, obteve resultados significativos, observando a viabilidade do método para o planejamento florestal.
Para a caracterização da microbacia do Ribeirão Canchim, Rocha Filho e Primavesi (1997) utilizando o SIG IDRISI verificaram boa versatilidade para esta aplicação, tendo o software proporcionado aos técnicos envolvidos no trabalho, os recursos computacionais necessários para o atendimento dos objetivos propostos no projeto de pesquisa.
Calijuri et al., (1994) desenvolveram um trabalho no intuito de implantar o SIG para caracterizar tipos de solo, vegetação, rede hidrográfica, relevo, área alagada e impacta na bacia hidrográfica do Ribeirão e represa do Lobo, situadas nos municípios de Brota e Itirapina, SP. Utilizaram-se neste trabalho, o IDRISI para transformar as informações para base digital. Segundo os autores o uso do IDRISI, além dos aspectos de agilidade, compatibilização de informações de diferentes fontes, serve para implantar um banco de dados informatizado e atualizado, contendo a evolução de eventos no espaço e no tempo, além de permitir que o banco de dados seja permanentemente alimentado e atualizado com novas informações.
Segundo Oliveira et al., (1998) ao estudarem o uso de SIG para diagnóstico ambiental de fragmentos florestais verificaram que o IDRISIdemonstrou-se eficaz para diagnosticar, em nível de paisagem, os fragmentos florestais de modo rápido e fácil, a autora ainda relata que uma empresa pode ser traduzido como eficiência no mapeamento dos remanescentes da vegetação nativa, assim como de seus povoamentos, representando uma evolução e ou, revolução para o planejamento espacial do empreendimento como um todo.
Martins et. al., (1998) ao utilizarem o SIG IDRISI para indicação de corredores ecológicos relataram que o SIG mostrou-se eficiente para traçar corredores interligando fragmentos florestais. Informa ainda que áreas com número elevado de fragmentos florestais podem apresentar melhores resultados de interpretação.
2.4. Geoprocessamento
crescente as áreas de Cartografia, Análise de Recursos Naturais, Transportes, Comunicações, Energia e Planejamento Urbano e Regional. Um sistema de geoprocessamento é, geralmente, destinado ao processamento de dados referenciados geograficamente (ou georreferenciados), desde a sua coleta até a geração de saídas na forma de mapas convencionais, relatórios, arquivos digitais, etc, devendo prever recursos para sua estocagem, gerenciamento, manipulação e análise. Este conjunto possui como principal ferramenta o Geographical Information System – GIS, ou Sistema de Informação Geográfica – SIG. Essa ferramenta, além do Sensoriamento Remoto, pode ser usada também para monitoramento ambiental.
Geoprocessamento, segundo Silva (1999) é um conjunto de técnicas de processamento de dados, destinado a extrair informação ambiental a partir de uma base de dados georreferenciada. Nesta definição, o Geoprocessamento só é aplicado após a montagem da base de dados digital.
Segundo Dainese (2001) o geoprocessamento procura abstrair o mundo real, transferindo ordenadamente as suas informações para o sistema computacional. Esta transferência é feita sobre bases cartográficas, através de um sistema de referência apropriado. Estes conceitos são importantes para o usuário que pretende trabalhar com esta tecnologia. Um sistema de geoprocessamento é, geralmente, destinado ao processamento de dados referenciados geograficamente (ou georreferenciados), desde a sua coleta até a geração de saídas na forma de mapas convencionais, relatórios, arquivos digitais, etc., devendo prever recursos para sua estocagem, gerenciamento, manipulação e análise. O geoprocessamento procura abstrair o mundo real, transferindo ordenadamente as suas informações para o sistema computacional. Esta transferência é feita sobre bases cartográficas, através de um sistema de referência apropriado.
definição clara dos parâmetros, indicadores e variáveis que serão necessários ao projeto a ser implantado. Deve-se verificar a existência destes dados nos órgãos apropriados (IBGE, Prefeituras, concessionárias e outros). A sua ausência implicará num esforço de geração que dependerá de custos, prazos e processos disponíveis para aquisição.
Segundo Moreira (2001) o geoprocessamento tem sido empregado numa gama muito grande de aplicações em diversas áreas da Ciência, dentre elas: a Cartografia, a Geografia, a Agricultura e Floresta, Geologia, etc; tendo contribuído para estudos de planejamento urbano e rural, meios de transportes, comunicações, energia. As ferramentas utilizadas para realizar o Geoprocessamento compõem um conjunto denominado de Sistema de Informações Geográfica (SIG), às vezes chamado GIS, do Inglês Geographic Information System.
Câmara, Monteiro e Medeiros (2004) dizem que geoprocessamento é uma tecnologia interdisciplinar que permite a convergência de diferentes disciplinas científicas para o estudo de fenômenos ambientais e urbanos. Ou ainda, que “o espaço é uma linguagem comum” para as diferentes disciplinas do conhecimento.
Num país de dimensão continental como o Brasil, com uma grande carência de informações adequadas para a tomada de decisões sobre os problemas urbanos, rurais e ambientais, o geoprocessamento apresenta um enorme potencial, principalmente se baseado em tecnologias de custo relativamente baixo, em que o conhecimento seja adquirido localmente (CÂMARA; DAVIS, 2004).
Dentro desse panorama, Bucene e Zimback (2005) relatam que o geoprocessamento se coloca como um importante conjunto de tecnologias de apoio ao desenvolvimento da agricultura, porque permite analisar grandes quantidades de dados georreferenciados, independentemente de serem estatísticos, dinâmicos, atuando de maneira isolada ou em conjunto. Mais do que isto, o geoprocessamento permite o tratamento desses dados, gerando informações e possibilitando soluções através de modelagem e simulações de cenários.
Segundo Vestena e Thomaz (2006) o geoprocessamento pode fornecer a identificação das condições das matas ciliares, preservadas ou não preservadas, com informações que fundamentam a tomada de decisões no que se refere à reposição e recuperação das mesmas, além de subsidiar ações por parte dos órgãos ambientalistas fiscalizadores, além de constituir como ferramenta imprescindível e essencial para o levantamento e monitoramento dos aspectos ambientais, auxiliando no gerenciamento dos estudos de dinâmica da paisagem, em ações fiscalizadoras, e mesmo de sensibilização ambiental.
2.5. Bacias hidrográficas
A água, conforme reconhecemos cada vez mais, é um elemento valioso e essencial à vida. Trata-se de um recurso natural, cujo preço é cada vez mais elevado. A piora da qualidade e a pouca eficiência na sua utilização e dos recursos hídricos no planeta, principalmente no setor agroindustrial, tem exercido uma grande pressão sobre estes, o que diminui a sua disponibilidade para grande parte população mundial (FERREIRA et al., 2007).
Monteiro (2003) destaca que a água é um recurso renovável que se encontra no meio ambiente de forma dinâmica, sendo condicionada por vários fatores e denominada como ciclo hidrológico. É considerada de fundamental importância para a sobrevivência dos seres vivos; e o homem, como um ser racional e consumidor deste recurso natural, empenha-se em estudá-la com rigor para compreender suas peculiaridades e também mensurar sua ocorrência.
d’água conectados, que convergem, direta ou indiretamente, para um leito ou para um espelho d’água comum (BRASIL, 1987).
A bacia hidrográfica, dentro de uma visão integrada, deve ser a unidade de caracterização, diagnóstico, planejamento e gestão ambiental, com vistas ao desenvolvimento regional sustentável, pois os impactos ambientais podem ser mensurados e corrigidos mais facilmente. Assim, a água vem a ser um elemento integrador dos fenômenos físicos (ARAÚJO; TELES; LAGO, 2009).
Para Silveira (1993) a bacia hidrográfica é um sistema físico, cuja entrada é representada por volume de água precipitado e a saída por volume de água escoado, considerando-se perdas toda água que sai do sistema por evaporação, transpiração e infiltração para o subterrâneo.
Os programas de gerenciamento de bacias hidrográficas visam promover a proteção da água, do solo, de outros recursos naturais essenciais à sustentabilidade da atividade econômica e ao controle da degradação ambiental e à equidade social (LANNA, 1995). O conhecimento das características físicas, ambientais e, socioeconômicas da área é indispensável a esse propósito, e geralmente requer a coleta, a análise e a manipulação de um grande número de informações de diferentes tipos e origens como solos, clima, cursos d’água, vegetação, uso atual e potencial, localização de áreas urbanas, ferrovias, estradas, população e outros.
Para a preservação dos recursos hídricos se faz necessário à preservação da mata ciliar. Esta é de suma importância para o nível de qualidade da água, pois proporciona a diminuição dos processos de erosão e assoreamento no leito e margem dos rios, o aumento da infiltração das águas provenientes das chuvas para o abastecimento dos lençóis freáticos e a regularização da vazão das águas superficiais pela redução da sua velocidade de escoamento, além de dificultar o despejo de lixo e esgoto nos cursos de água e obstar que os agrotóxicos das lavouras sejam levados pelas águas da chuva aos mesmos, mantendo assim o solo e as águas protegidos (VESTENA; THOMAZ, 2006).
como regiões ecoclimáticas. Por representar uma unidade do espaço geográfico fisicamente bem definida, a bacia hidrográfica vem sendo cada vez mais utilizada como unidade de planejamento e gestão territorial, sobretudo no gerenciamento ambiental (LANNA, 1995). Uma bacia hidrográfica pode ser definida como área total de drenagem que alimenta uma determinada rede hidrográfica, ou ainda, um espaço geográfico de sustentação dos fluxos d’água de um sistema fluvial hierarquizado. Pode ser definida também como a área fisiográfica drenada por um curso ou um sistema de cursos d’água conectados e que convergem, direta ou indiretamente, para um leito ou para um espelho d’água comum (BRASIL, 1987).
A bacia hidrográfica apresenta características definidas, tais como área, forma, tipo de drenagem, tipos de solo e rocha, formas e extensões de relevo, variação e dimensão das classes de declividade, uso e ocupação do solo. O reconhecimento e a análise destas características são fundamentais para o gestor ambiental e para o desenvolvimento de projetos de qualquer natureza (MONTEIRO, 2003).
O escoamento superficial em uma bacia hidrográfica é um dos componentes mais importantes como indicador da adequabilidade do sistema de manejo daquela bacia. Ele ocorre a partir do momento em que a intensidade de precipitação supera a capacidade de infiltração do solo. O escoamento superficial está diretamente relacionado com as precipitações que ocorrem em uma bacia hidrográfica, com as características físicas da mesma e com a cobertura vegetal do terreno. Dados morfométricos ou fisiográficos definem uma série de parâmetros relacionados com o comportamento hidrológico das microbacias. Existe uma estreita correspondência entre o regime hidrológico e as características físicas, sendo, portanto, de grande utilidade prática o conhecimento destes elementos (SALGADO et al., 2009).
Segundo Moraes et al., (1997) uma microbacia hidrográfica representa uma unidade geográfica com características ideais para o planejamento do uso e manejo integrado de seus recursos naturais renováveis. Morais (1997) diz que planejamento da ocupação da bacia hidrográfica é uma necessidade numa sociedade com usos crescentes da água, a qual tende a ocupar espaços com riscos de inundação, além de danificar o seu meio. A tendência atual envolve desenvolvimento sustentado de bacia hidrográfica, que implica no aproveitamento racional dos recursos, com o mínimo dano ao ambiente.
A bacia hidrográfica se configura atualmente como umas das principais unidades de gerenciamento territorial que dispomos nas atividades agrossilvipastoris, sendo modelada pelas condições geológicas e climáticas locais. Entretanto, em função do desenvolvimento da sociedade, cada vez mais, as bacias hidrográficas têm sofrido alterações na estrutura física dos canais, no aporte de sedimentos, na composição da biota, no regime hidráulico e no fluxo de matéria e energia. Tais alterações e o padrão espacial do uso e cobertura do solo têm importantes efeitos sobre a produção e transporte de sedimentos (VANACKER et al., 2005).
Para Barroso (1987) no manejo de bacias hidrográficas onde as áreas já estão todas em regime de exploração, a grande dificuldade do planejador é conciliar a conservação dos recursos naturais com a exploração econômica desenfreada. Outra dificuldade está em que a bacia hidrográfica, na maioria das vezes, está ocupada por minifúndios. Além disso, os proprietários são pouco sensíveis aos aspectos da conservação da água, solo e demais recursos naturais, pois o tamanho da propriedade dificulta medidas de conservação ou mesmo as inviabiliza quando significa sobrevivência.
2.5.1. Manejo de bacias hidrográficas
O manejo integrado de uma bacia hidrográfica refere-se às partes técnicas e cientificas usada na montagem e na execução de um projeto integrado conforme relatam (ERBA; ROCHA, 1992) sendo o único caminho a ser seguido para a recuperação do meio ambiente das microbacias em estudo, conduzindo ao equilíbrio do ecossistema dessa região degradada.
O manejo das bacias hidrográficas visa recuperar a bacia, regularizando o seu fluxo de água, diminuindo a erosão e, por conseguinte o assoreamento do rio principal e seus afluentes, fornecendo água de boa qualidade e em abundância para irrigação, principalmente na época de estiagem. A erosão, consequência do desmatamento depredatório, desequilibra o ecossistema causando prejuízos irrecuperáveis a curto e médio prazo. A recuperação ecológica da bacia somente é possível através do seu manejo correto e planejado, conforme Rocha (1986).
Segundo Porto (1984) desde o início do trabalho das primeiras agências conservacionistas, em 1952, até os dias atuais, as atividades de conservação do solo e água tem-se desenvolvido apenas em nível de propriedade. Isto é, são realizados estudo, planejamento, locação, construção, manejo e manutenção de práticas nas lavouras e pastagens da propriedade rural isolada, como uma unidade completa e independente das demais vizinhas e da região. A partir de 1980, foram iniciadas atividades ao nível de bacias hidrográficas em 9.500 ha das terras das microbacias hidrográficas do Arroio Itaquarinchim, no município de Santo Ângelo. Aí já não se considerava a propriedade rural como uma unidade isolada, mas como de um todo, que é a bacia.
Segundo Bertoni e Lombardi Neto (1990) os trabalhos em microbacias pretendem integrar os interesses de todos os segmentos da sociedade em termos de abastecimento, saneamento, habitação, lazer, proteção e preservação do meio ambiente, produtividade, elevação da renda e bem estar de toda a comunidade, sendo feito em etapas, iniciando-se com a identificação das microbacias existentes no município, com um diagnóstico de sua situação, com um perfil socioeconômico do município e de sua comunidade, e com a seleção das microbacias a serem prioritariamente trabalhadas.
O planejamento e o gerenciamento integrado da bacia hidrográfica devem proporcionar uma visão abrangente de planejamento, incluindo políticas públicas, tecnológicas e de educação, com o intuito de promover um processo de longo prazo com participação de usuários, autoridades cientistas e do público em geral, além das organizações e instituições públicas e privadas (NASCIMENTO et al., 2005).
Segundo Valente e Castro (1981) o manejo de bacias hidrográficas engloba todos os tratamentos que venham a sofrer os recursos naturais da bacia hidrográfica, visando assegurar o máximo suprimento de água em quantidade e qualidade, dentro de princípios técnicos e econômicos. No tocante a qualidade de água envolve o estudo de todos os recursos da bacia, que de um modo ou de outro, venham a alterar as condições requeridas para um uso específico.
Kosarik e Lima (1973) conceituam manejo de bacias hidrográficas como sendo o conjunto de ferramentas técnicas de que se dispõe para o controle ou a amenização das consequências negativas resultantes de atividades de uso da terra pelo homem. Segundo esses autores, um plano de manejo de bacias hidrográficas abrange três etapas: Recuperação: torna-se necessário o emprego de diversas técnicas de manejo para a recuperação de áreas deterioradas. Proteção: áreas que não tenham sido materialmente alteradas pela atividade do homem, devem receber proteção para que permaneçam nesse estado natural. Melhoramento do regime hidrológico: requer o uso de técnicas como o manejo de áreas florestais, de pastagens e de cultivos, visando garantir o potencial hidrológico da região.
Para o alcance do manejo é necessário desenvolver a capacidade de gestão de todos os níveis hierárquicos que se relacionam com a bacia (FAUSTINO, 2005).
O sistema de monitoramento de bacias hidrográficas permite uma avaliação contínua e eficiente do complexo ambiental. É também um instrumento útil para a administração e tomada de decisões sobre o ambiente, uma vez que está baseada em fatores ecológicos mutáveis. Depois de analisados os dados, a unidade de amostra deverá ser classificada de acordo com a deficiência ecológica que apresentam, para se ter uma ideia, tanto do estado atual da bacia, como um todo, como das parcelas em separado. Desta forma, será mais fácil visualizar as decisões mais urgentes a serem tomadas em cada parcela, evitando-se que se chegue a um desequilíbrio catastrófico na área abrangida pela bacia hidrográfica, citado por Soares, Hosokawa e Mulle (1985).
Silva e Carneiro (1976) ressaltam que qualquer estudo sobre manejo de bacias hidrográficas, deve levar em consideração a relação existente no trinômio solo-água-planta, pois seu bom conhecimento leva ao principal objetivo do manejo de uma bacia hidrográfica que é aumentar o escoamento subterrâneo e, diminuir ao máximo, o escoamento superficial.
Conforme Merten et al., (2011) “uma bacia hidrográfica é formada por três diferentes compartimentos: a bacia vertente, o ambiente ciliar que, em muitos casos, é inexistente, e a calha fluvial que drena o fluxo de água (vazão) e os sedimentos produzidos nessa bacia”.
O manejo integrado de bacias hidrográficas é uma proposta educativa e corretiva para recuperar o meio ambiente deteriorado, sugerindo as alternativas mais viáveis para a proteção e preservação da natureza, bem como para melhorar a qualidade de vida humana e das comunidades, permitindo assim o uso dos recursos naturais cientificamente, conforme Rocha (1991).
Conforme Rocha (1991) a atividade biótica pode ser estudada também através de parâmetros, como erosão, empobrecimento do solo, vegetação, qualidade e quantidade de água, e qualidade de vida.
2.5.2. Análise de parâmetros físicos em bacias hidrográficas
No Brasil os estudos morfométricos e físicos das redes de drenagem foram desenvolvidos por (FRANÇA, 1968) o qual mostrou que bacias de 3º e 4º ordens de ramificação possuíam características morfométricas que refletiam a influência do solo sobre o desenvolvimento do sistema de drenagem. O mesmo autor também desenvolveu estudos onde mostrou que o sistema de drenagem depende da relação infiltração/deflúvio das águas das chuvas que também é influenciado pelo solo.
As características físicas de uma bacia hidrográfica são elementos de grande importância em seu comportamento hidrológico, existindo uma estreita correspondência entre regime hidrológico e estes elementos, sendo de grande utilidade prática o seu conhecimento. Estas relações podem determinar indiretamente valores hidrológicos em seções ou locais de interesse, nos quais faltem dados ou em regiões onde, devido a fatores de ordem física ou econômica, não seja possível a instalação de equipamentos de medição (VILLELA; MATTOS, 1975).
Tais parâmetros são realizados geralmente com base em informações extraídas de mapas, fotografias aéreas, imagens de satélite e, quando necessário, informações obtidas em campo. Basicamente são áreas, comprimentos, declividades e coberturas do solo medidas diretamente ou expressos por índices (TUCCI, 1997).
2.5.2.1. Declividade Média
direto a luz do sol e misturando o solo mineral e material orgânico por ação de animais. O relevo influencia também, a exposição do solo ao vento, precipitação, a neve, o gelo, as condições para drenagem natural, incluindo profundidade de infiltração da água, escorrimento, erosão e ainda acumulação e depósito pelo vento.
Morais (1997) recomenda que as microbacias com declividade média de 15%, devem ser reflorestadas até 25% e 50% de cobertura florestal respectivamente. Para combater o processo de erosão dos solos e permitir a sua conservação é recomendável manter o solo recoberto por vegetação ou quebrar a velocidade do escoamento utilizando técnicas de cultivo em curvas de nível, seja seguindo as cotas altimétricas na hora da semeadura, seja plantando em terraços.
Piroli et al., (2002) comentam que a velocidade do escoamento da água no terreno está diretamente ligada a densidade da cobertura vegetal e a declividade do terreno. Em terrenos com cobertura a velocidade de escoamento é baixa, pois a água encontra obstáculos (raízes, ramificações, folhas) o que diminui a velocidade de seu deslocamento, contribuindo na maior infiltração no solo.
Weber (1993) evidencia um aspecto significativo ao afirmar que todo o ciclo de vida depende do equilíbrio dos ecossistemas, e as florestas tem importância fundamental na manutenção deste equilíbrio: abastecendo os lençóis freáticos, amenizando os efeitos erosivos sobre o solo, refugiando animais silvestres, sendo fonte de energia para a população (lenha, carvão,...), entre muitas outras importâncias.
Além disso, a cobertura vegetal é de fundamental importância para a conservação do solo contra os agentes erosivos como hídrica e a erosão eólica.
Villela e Mattos (1975) confirmam que a declividade tem importância fundamental na velocidade de escoamento superficial e, portanto, fortes implicações no processo de erosão dos solos.
Segundo Rocha (1991) e Horton (1914), a declividade média (H) de uma bacia hidrográfica é calculada pela expressão:
H = 100 x D x L/A
Onde: H = Declividade média da bacia em %;
D = Equidistância vertical das curvas de nível em km; L = Comprimento total das curvas de nível da bacia em km; A = Área total da bacia em km2.
Rocha (1991) relata que o grau de erosão dos solos é função da declividade média, que determina maior ou menor velocidade de escoamento da água pluvial sobre a superfície, associada à cobertura vegetal, ao tipo de solo e do tipo de uso da terra, obtida para cada bacia.
Para Averbeck e Santos (1989) a variação na declividade pode implicar em variações do tipo de solo.
A declividade média foi a mais eficiente das características do relevo estudadas, segundo Lima (1987) estudando os parâmetros do relevo na individualização de três unidades do solo.
Silva e Piedade (1993) estudando a análise do relevo de uma bacia hidrográfica através da curva de distribuição percentual da superfície em função de suas declividades parciais, a declividade média de uma bacia hidrográfica, mesmo sendo uma média ponderada, conforme Horton (1914) não garante que a maior parte de sua superfície tenha esta declividade, pois uma bacia hidrográfica menos declivosa pode apresentar declividade média maior que uma bacia mais declivosa.
raros aqueles que ocupam regiões de topografia acidentada, o que contraria a premissa de que o plantio de eucalipto, em especial, pequenas áreas para fins domésticos, objetivam cobrir regiões de declividade inadequada para a agricultura.
De acordo com Angulo Filho (1986) a declividade média foi um dos índices de relevo eficiente na discriminação de três solos: Latossolo Vermelho-Amarelo, Podzólico Vermelho e Litossolo.
O IBDF- MA (1973) já utilizava a classificação de solos, quanto à declividade e mecanização agrícola, abaixo:
0 - 5%... Relevo plano
5 - 14%... Relevo levemente ondulado 14 - 26%... Relevo moderadamente ondulado 26 - 46%... Relevo ondulado
>46%... Relevo fortemente ondulado
Herz e De Biasi (1989) utilizavam os critérios abaixo para o uso do solo em relação à declividade:
Menos 5%... Uso agrícola
5 - 12%... Limite para mecanização agrícola 12 - 30%... Limite par uso urbano
30 - 47%... Florestas de corte 47 - 100%... Florestas de manejo >100%... Florestas de preservação
A classificação e o mapeamento da declividade do terreno são elementos indispensáveis nos levantamentos de uso da terra, constituindo-se num elemento de suma importância no condicionamento de sua potencialidade de utilização, segundo Marques (1971).
